呼吸機質量控制的問題及解決方法

李巍，陳文霞，荊斌

解放軍307醫院 醫學工程科，北京100071

呼吸機質量控制的問題及解決方法

李巍，陳文霞，荊斌

解放軍307醫院 醫學工程科，北京100071

目的 探討了我院在呼吸機質量控制工作方面的改進和完善。方法 就呼吸機檢測儀的使用和呼吸機潮氣量（VT）、吸入氧濃度（FiO2）兩個參數的檢測中遇到的問題進行了分析。結果 提高了呼吸機質量控制檢測工作的質量。結論 呼吸機質量控制檢測方法需要進一步完善。

呼吸機；質量控制；潮氣量;吸入氧濃度

呼吸機作為可以為呼吸障礙的危重病人或在手術過程中被麻醉的病人提供呼吸支持的急救設備，在醫院臨床科室的應用范圍非常廣泛。常應用于呼吸監護病房（RICU）、急診科、急診重癥監護病房（ICU)、心臟內科監護病房（CCU）、手術麻醉后復蘇室、救護車等流動急救場所。呼吸機各項參數準確與否直接關系到病人的生命安全。2008年底，我院采購了美國FLUKE公司的一批醫療設備的質量控制儀器。其中的呼吸機檢測儀為VT-PLUS HF氣體流量分析儀，用于我院的呼吸機和麻醉機質量控制檢測。

表1 我院臨床急救呼吸機

先對我院的呼吸機情況進行一個簡單的介紹，可以分為臨床用呼吸機（見表1）和急救轉運呼吸機（見表2）兩大部分。

表2 我院急救轉運簡易呼吸機

2009年我院開始進行全院醫療設備質量控制工作時，主要依據的是總后衛生部2008年下發的《軍隊衛生裝備質量檢測技術規范（試行）》。隨后在2010年7月，總后藥檢所出版了醫療設備質量控制檢測技術叢書系列，我院以其中的《呼吸機、麻醉機質量控制檢測技術》作為主要依據。因為暫時還未開展對急救轉運簡易呼吸機的質量控制工作，現就我院在2009年和2010年呼吸機的質量控制工作中遇到的幾個問題，進行系統的分析和討論。

1 呼吸機檢測儀VT-PLUS HF的使用問題

1.1 檢測儀開機后預熱運行時間不夠

我們在使用美國FLUKE公司的VT-PLUS HF氣體流量分析儀，開機后即可開始對呼吸機進行測試。在連續進行多臺呼吸機檢測的過程中，發現開機后檢測的第1臺呼吸機參數誤差是最大的，往往大部分參數不符合要求，最大輸出誤差都超過了最大允許誤差；但在對第2、3臺呼吸機進行檢測時，各項參數都在誤差允許范圍之內。連續進行了3天的質控檢測工作，發現每天檢測的第1臺呼吸機都不合乎要求；在第4天對不符合要求的3臺呼吸機重新進行檢測，發現第1個檢測的呼吸機仍然誤差較大，而第2、3臺呼吸機的參數誤差又減少到了允許誤差范圍之內。

隨后與FLUKE公司的技術人員聯系得知：VT-PLUS HF氣體流量分析儀開機后，先后會經歷初始界面、預熱界面、校零界面，然后進入測試界面。但是VT-PLUS HF氣體流量分析儀在預熱界面的等待時間只有5min，分析儀沒有得到充分的預熱，導致了每天檢測的第1臺呼吸機參數誤差比較大，但后面的呼吸機參數檢測誤差又都正常的現象。在此后的使用過程中，要求VT-PLUS HF氣體流量分析儀每天首次開機時，都先進行最少30min的開機預熱，從而避免了此類現象的出現。

1.2 檢測儀個別參數選擇設置不正確導致測量值誤差較大

在使用VT-PLUS HF氣體流量分析儀時，正常開機進入測試界面后，按下測試儀面板“SET UP”鍵（數字“8”鍵）進入設置界面：

Settings System Utilities Information

選擇Settings選項后，檢測儀上會出現下列選項：

Gas Settings Correction Mode： BTPS Baro Press Units： mmHg Barometric Press：755.8 Breath Detect: BiDirection LF BD Threshold: 0.50 LPM HF BD Threshold: 2.00 LPM Bi-Dir Tidal Vol : Inspiratory Zero Mode: Auto

選擇第一個選項“Gas Settings”，進入后會出現Gas Type 、Gas Temperature 、Ambient Temp 、Rel. Humidity 4個選項；選擇Gas Type（氣體類型）這個選項，會發現有10種氣體組合類型可以選擇：

O2 N2 Hel I ox N2O He bal O2 CO2 N2O bal O2 N2 bal O2 User Def Air

根據我院2009年呼吸機質量控制檢測的結果，發現氣體類型選項對潮氣量和吸入氧濃度等參數均有較大的影響。在使用鋼瓶氧當作呼吸機O2氣源時，使用“N2bal O2”選項，檢測儀的參數示值更加接近呼吸機設定值；在使用墻壁集中供氧當作呼吸機O2氣源時，使用“Air”選項，檢測儀的參數示值更加接近呼吸機設定值。

2 不同品牌和型號的呼吸機潮氣量參數偏差比較大

在進行呼吸機潮氣量參數檢測時，要求將呼吸機設置為容量控制（Volume Control）模式，調整設置以下參數：呼吸頻率f =15次/min、吸呼比I:E=1:2、吸入氧濃度：FiO2=40%、呼氣末正壓：PEEP=2cmH2O。以上參數調整好后，其余參數置零或關閉，流量波形為方波。按下測試儀面板上的“VOLUME”鍵（數字“2”鍵），測試儀界面跳轉到容量測試界面。將呼吸機潮氣量參數分別設置為200mL、400mL、600mL、800mL、1000mL，每次改變后等待30s左右，使測試數據穩定。記錄呼吸機自身監測數據為示值，記錄測試儀監上顯示的潮氣量數值，潮氣量允差為±15%。

2.1 呼吸機檢測儀隨機附帶的模擬肺適用性不滿足要求

美國FLUKE公司的VT-PLUS HF氣體流量分析儀，配備的模擬肺是MAQUET公司生產容量為1L的Test lung 190成人型夾板模擬肺。但是我們在實際測量的過程中發現，當呼吸機的潮氣量參數達到800mL時，夾板模擬肺已經被內氣囊漲到了極限，為了避免出現安全問題，所以沒有再繼續進行1000mL潮氣量的測定。

市場上現有的模擬肺主要可以分為夾板肺和氣囊肺2種，夾板肺的內氣囊材質一般又分為2種硅膠和橡膠的，氣囊肺主要是用橡膠制成(如圖1所示)。圖1中1號模擬肺是Test lung 1.0L夾板模擬肺，采用的是白色硅膠制氣囊；圖1中2號模擬肺是Test lung 190成人型夾板模擬肺，采用的是黑色的橡膠制氣囊；圖1中3號模擬肺是灰白色的橡膠制氣囊模擬肺。

圖1 市場上現有的模擬肺

圖1中的3種模擬肺我們都進行了5臺機器的測試，發現在呼吸機潮氣量參數設置在600mL以內的時候，使用夾板型模擬肺測試得出數值相對要精確得多；但是當潮氣量參數設置在600～1000mL時，使用氣囊模擬肺測量到的參數值相對要精確一些；而且使用以硅膠為氣囊材料的夾板模擬肺測得的潮氣量示值和使用以橡膠為氣囊材料的夾板模擬肺測得的潮氣量示值，兩者相比時使用圖1中1號模擬肺（硅膠材質）的潮氣量示值更貼近于呼吸機的設定值。

2.2 不同材質的呼吸機管路對測量結果誤差有較大的影響

我院現在使用的呼吸機管路可以分為以下3種，如圖2所示：

圖2 我院現在使用的呼吸機管路

按照圖中從左至右的順序，前2種是可以進行反復消毒的呼吸管路，第3種是一次性使用呼吸管路。這3種管路的材質分別為是硅膠、硅膠與塑料合成、塑料，我們在呼吸機的質量控制檢測過程中，3種管路都進行了使用測試。3種管路的順應性從優到劣，依次是①＞②＞③，這也導致了其潮氣量測試結果的誤差依次增大。

以一臺哈美頓伽利略金型呼吸機為例，該款機器是我院2010年10月新近安裝的。在安裝過程中，該款機器原裝配套的管路為圖示中的第2類，呼吸機設置的潮氣量設定值與呼吸機自身的示值在數值上相差不超過10；但如果換用第3類一次性管路，呼吸機潮氣量的設定值與自身示值在數值上的誤差δ（示值誤差）會達到20%以上。呼吸機設置的潮氣量設定值與管路測量值，如表3所示。

3 個別呼吸機的FiO2參數測量誤差大

將呼吸機設置為壓力控制（PCV）模式下進行測量。調整呼吸機參數如下。潮氣量，VT =400mL；吸呼比，I:E=1:2；呼吸頻率，f =15次/min；呼氣末正壓，PEEP=2cmH2O。以上參數調整好后，按下測試儀面板上的“O2”鍵（數字“3”鍵），進入到氧濃度測試界面，將呼吸機的吸入氧濃度依次設置為21%、40%、60%、80%、100%。每改變一次吸入氧濃度后等待不少于3min，當測試儀上的數值穩定下來以后，進行記錄。記錄呼吸機自身監測得到的數據為示值，記錄測試儀監測數據為實測值。按照誤差計算公式計算誤差，吸入氧濃度允差應該在±10%以內。

3.1 O2氣源不同產生的誤差

在檢測過程中發現，同一臺周轉用呼吸機在不同的科室，檢測到的吸入氧濃度誤差不同。兩個使用科室，一個使用的O2氣源是全院統一使用的制氧機供氣；另一個使用的是99.99%的O2鋼瓶供氣。其中，全院集中供氣的O2氣源，使用的是大型制氧機組供氣，請制氧機廠家的工程師進行專業檢測制氧機O2氣源提供的氧氣可以達到（93±3）%。一般的臨床用呼吸機，多采用化學氧電池，對病人吸入的氧濃度進行監測，呼吸機上顯示的FiO2數值，是氧電池的監測數值。高端的呼吸機一般都自帶2min的100%O2濃度校準，在更換氧電池或吸入氧濃度示值不正常時使用。

因此，同一臺呼吸機在使用不同的O2氣源時，質量控制檢測得到的誤差是不同的。為了避免出現使用不同O2氣源供氣，檢測到的誤差相差較大，我們在呼吸機的質量控制檢測過程中，全部使用O2鋼瓶進行供氣，使檢測到的數據更加精確。

3.2 吸入氧濃度監測方法不同產生的誤差

由于對吸入氧濃度監測方法的不同，不同類型呼吸機檢測到的數值誤差也大不相同。

我院使用的美國FLUKE公司的VT-PLUS HF氣體流量分析儀，使用的是O2體積分數傳感器（與呼吸機的化學氧電池一樣），來對呼吸機供給病人的混合氣體進行氧濃度檢測。

但有的呼吸機并不是使用化學氧電池對呼吸機的輸出混合氣體進行監測。以誼安的Shangrila590型有創呼吸機為例，該款呼吸機內部采用的是精密調壓法，來對吸入氧濃度進行調節。氧氣的體積分數的調節采用兩個高精度的、響應速度快的電磁閥來實行，通過軟件的測量和控制算法可以保證氧氣的體積分數在21%～100%連續可調。這也就是說Shangrila590型呼吸機對所提供的O2氣源默認為是100%濃度，通過計算得出吸入氧濃度的示值。

這樣也就要求我們對此類呼吸機進行質量控制檢測時，必須把O2氣源的偏差考慮進去，對檢測到的數值誤差進行修正，才能得到正確的結果。

綜上所述，在開展醫療設備的質量控制工作時，要根據具體情況具體分析，對不同類型的設備采用最適合的質量控制方法，才能得到更加精準的數據，才能使質量控制工作的意義得到更好的體現。

表 3 呼吸機設置的潮氣量設定值與管路測量值

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Problems and Countermeasures for Quality Control of Ventilators

LI Wei, CHEN Wen-xia, JING Bin
Medical Engineering Department, No.307 Hospital of PLA, Beijing 100071, China

Objective To discuss the improvement for the quality control of ventilators in our hospital. Methods Analyzed the use of ventilator detector and the problems of tidal volume and forced inspiratory oxygen detection. Results Enhanced the quality control of ventilators quality. Conclusion The method for quality control of ventilators should be improved.

ventilator; quality control; tidal volume; fractional concentration of inspired oxygen

TH772; R197.3

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.05.023

1674-1633(2011)05-0082-03

2010-12-12

作者郵箱：lw307hospital@sina.com